Методическое пособие 511

лированы основные задачи взаимозаменяемости. В 1615 г. в России была изготовлена первая пушка с нарезным стволом, а в 1632 г. около г. Тулы построены заводы для производства литых пушек, стволы которых изготавливались сверлением и растачиванием.

Значительный вклад в технологию машиностроения был внесен в эпоху Петра I путем внедрения в производство ряда новых технологических процессов по изготовлению артиллерийского и стрелкового вооружения, монет, постройки кораблей и создания для этих технологий новых оригинальных станков и инструментов, принципиальные схемы которых используются в наше время.

На Тульском оружейном заводе еще в 1761 г. впервые в мире было внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их измерение при помощи медных калибров. Этому в большой мере содействовало мастерство русских лекальщиков, изготавливавших лекала и сложные калибры с высокой для того времени точностью и применявших при изготовлении калибров искусственное старение.

В конце XIX — начале XX в. на некоторых предприятиях начали указывать на рабочих чертежах допуски на из-

готовление деталей. В последующие годы металлообрабатывающая промышленность получила дальнейшее развитие не только на оружейных, но и на вновь возникших машиностроительных заводах, занимающихся изготовлением паровозов, вагонов, станков и других изделий.

Восстановительный период нашей промышленности после 1917 г. и последующие годы ее бурного развития характеризуются обобщением опыта, накопленного отечественным и иностранным машиностроением, в целях использования его при восстановлении и реконструкции заводов и создании новых отраслей отечественного машиностроения. Значительную роль в развитии последнего играло создание и развитие в на-

20

шей стране самостоятельной крупной отрасли машиностроения — автомобилестроения, начало которой было положено в 1929— 1930 гг. созданием крупной производственной базы для действительно массового производства автомобилей. За последующие десятилетия были созданы такие автогиганты, как ГАЗ, АМО ЗИЛ, АЗЛК, ВАЗ и КамАЗ.

Наряду с развитием автомобилестроения были созданы подшипниковая промышленность (ГПЗ-1, ГПЗ-2, заводы в Саратове, Самаре и др.), тракторное и сельскохозяйственное машиностроение (тракторные заводы в Волгограде, Челябинске, Минске и др.), Ростсельмаш, Таганрогский и Красноярский комбайновые заводы.

Параллельно развивались станкостроение, инструментальная промышленность и сопутствующие производства. И прежде всего, это стало возможным благодаря изобретению суппорта, с последующим совершенствованием металлорежущих станков и появлением других металлообрабатывающих машин.

2.3.Роль станкостроения в современном производстве

Всовременном мире невозможно представить производство машин, механизмов, различных приборов, работающих в отрасли промышленности, без применения современных металлообрабатывающих станков. Станкостроение занимает одно из главных мест в отрасли промышленности. Развитие машиностроения непосредственно связано с совершенствованием технологии изготовления машин и в первую очередь станков и станочного оборудования.

Металлообрабатывающие станки (рис. 6) явились ос-

новой производства машин машинами. Их назначение — обработка всевозможных металлических заготовок с целью по-

21

лучения деталей определенной конфигурации, с заданными размерами, формой и качеством.

Рис. 6. Современные металлообрабатывающие станки

Чем больше масштабы производства машин, тем более массовым должен быть выпуск деталей, тем более совершенными и производительными должны быть станки, обеспечивающие обработку необходимых деталей. Механический суппорт, примененный вначале для токарных и токарновинторезных станков, был впоследствии превращен в весьма совершенный механизм и в модернизированной форме перенесен на многие станки, предназначенные для изготовления машин.

По мере совершенствования механического суппорта, системы зубчатых передач, механизма подачи, зажимных устройств и некоторых других конструктивных элементов кинематической схемы металлорежущие станки превращаются во все более развитые машины. В 70-х годах XIX в. машиностроение уже располагало основными рабочими машинами, позволявшими производить механическим способом важнейшие металлообрабатывающие операции.

Выдающуюся роль в развитии станкостроения сыграл машиностроительный завод, созданный Генри Модели. По существу это была настоящая школа механиковмашиностроителей, развивавших прогрессивные технические

22

традиции основателя английского станкостроения. Здесь начинали работу и творческую деятельность такие видные конструкторы, исследователи и изобретатели в области машиностроения, как Д. Витворт, Р. Роберте, Д. Несмит, Д. Клемент, Э. Уитни и др.

Существенно то, что на заводе Модели была применена уже машинная система производства: трансмиссиями соединялось большое число рабочих машин, приводимых в движение универсальным тепловым двигателем. Этот завод изготовлял вначале детали для паровых машин, а в дальнейшем выпускал токарные, строгальные и другие механические станки. По образцу завода Г. Модели (впоследствии завод фирмы «Maudslay and Field») начали создаваться многие машиностроительные предприятия.

Ведущее положение в мировом станкостроении заняли заводы фирм «Nasmyth», «Whitworth», «Sharp and Robert» в Англии, «S. Sellers», «Pratt and Whitney», «Brawn and Sharp» в

США. В 70—90-х годах американские предприятия, освоив выпуск новых типов станков (токарно-револьверных, универ- сально-фрезерных, карусельных, расточных, шлифовальных), начали опережать в техническом отношении английское станкостроение. В Германии производство станков начало развиваться в основном с 60 — 70-х годов XIX в. Здесь возникли фирмы «Reinecker», «Schiss», «Heimer und Pielz», «Waldrich», «Weisser» и др.

В России станки для оружейного производства (токарные, сверлильные, фрезерные, резьбонарезные, протяжные, шлифовальные, полировочные) изготовляли на Тульском оружейном заводе. В дальнейшем такие станки начали строить Ижевский, Сестрорецкий, Луганский заводы. Основанный в Москве завод бр. Бромлей (ныне «Красный пролетарий») стал первым русским специализированным станкостроительным заводом; на Всероссийской выставке в Петербурге в 1870 г. он выставил несколько оригинальных станков: радиально-

23

сверлильный, продольно-строгальный, поперечнострогальный.

На политехнической выставке в Москве в 1872 г. завод получил золотую медаль за экспонированные продольнострогальные и колесо-токарные станки. В 1900 г. завод бр. Бромлей успешно демонстрировал свою продукцию на Всемирной промышленной выставке в Париже. Появились в России и другие станкостроительные предприятия: «Фельзер» в Риге, «Феникс» в Петербурге, «Штолле» и «Вейхельт» в Москве, завод бр. Маминых в Балакове, «Столь» в Воронеже, заводы Грачева и Доброва в Москве. Однако в целом выпуск станков в России был незначительным даже в 900-х годах; он не удовлетворял потребности развивавшейся промышленности ни по количеству, ни по техническому уровню. Это и служило причиной значительного импорта зарубежных станков для российских заводов и фабрик.

Мировое станкостроение в последней трети XIX в. располагало пятью основными типами металлорежущих станков. Преобладающую часть станочного парка составляли токарные станки, которые применяли для обработки наружных и внутренних поверхностей тел вращения.

На токарных станках обтачивали гладкие и ступенчатые валы, конусы, шары, различные фасонные поверхности, растачивали цилиндры, отверстия, нарезали резьбу. Вторую многочисленную группу составляли сверлильные станки, предназначавшиеся для сверления и обработки отверстий, а также для расточки и нарезки резьбы.

Строгальные станки, подразделявшиеся на горизонтальные и вертикальные (долбежные), служили для обработки плоских поверхностей изделий. Расширялось использование фрезерных станков для обработки наружных и внутренних поверхностей особенно точных деталей, а также для получения изделий фасонной конфигурации. Наконец, пятую группу металлообрабатывающего оборудования составляли шлифоваль-

24

ные станки, на которых проводили чистовую обработку деталей различной формы с помощью абразивных материалов и инструментов. В свою очередь, специализированные типы станков дифференцировались по характеру выполняемых в производственном процессе технологических операций. Появляются станки, предназначенные для выполнения одной определенной или нескольких аналогичных операций. Так, в группе универсальных токарных станков появился специализированный станок для растачивания длинных цилиндрических и полых изделий (типа орудийных стволов и гребных валов). Был создан горизонтально-расточный станок, предназначенный для точной расточки внутренних поверхностей. Специфика обработки крупных деталей малой длины и большого диаметра вызвала появление токарно-лобовых станков.

Для тяжелых, крупногабаритных изделий, которые трудно установить на обычных токарных станках, создаются токарно-карусельные станки. Видную роль в металлообработке начинают играть токарно-револьверные станки, снабженные специальной револьверной головкой, в которой закрепляют разнообразные режущие инструменты. Некоторые станки револьверного типа позволяли устанавливать в одной головке до 12—16 инструментов.

Дифференцируются и другие типы станков. Из сверлильных выделяются радиально-сверлильные станки, предназначенные для сверления и последующей обработки отверстий в деталях больших габаритов, которые не могут устанавливаться на обычных сверлильных станках. Для строгания плоскостей крупных корпусных деталей (типа рам, станин, корпусов машин) создаются мощные продольно-строгальные станки с движущимся столом длиной 3—4 м и более. Появляются продольно- и карусельно-фрезерные станки, позволяющие обрабатывать одновременно по нескольку массивных деталей. Наряду с обычными шлифовальными станками конструируют-

25

ся круглошлифовальные станки для наружного шлифования, для внутреннего шлифования и т. д.

Создается оборудование, специально предназначенное для нарезания зубьев в зубчатых колесах: зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные станки. Усложнение деталей машин и специализация металлообработки приводят к появлению шлицефрезерных, шпоночно-фрезерных, протяжных, хонинговальных и других специальных станков.

Параллельно с развитием металлорежущего оборудования шел процесс технического совершенствования других видов машин-орудий, предназначенных для обработки металлов. Так, потребности получения крупных металлических заготовок вызвали проектирование и строительство гигантских машин для ковки и прессования металлоизделий. В 70—80-х годах на заводах Круппа в Германии работали паровые молоты с массой падающих частей 50—75 т. В 1891 г. в США был построен огромный молот с массой рабочей части 125 т. Высота этого гиганта составляла 27,5 м, а наковальня весила 475 т; от ударов машины при ее работе содрогались близлежащие заводские здания и постройки.

Сложности эксплуатации молотов-гигантов привели к распространению на машиностроительных заводах для производства крупных поковок мощных гидравлических прессов. При рабочем усилии гидравлического пресса 10 тыс. т он заменяет молот с массой падающих частей до 500 т (постройка и использование такого молота были бы чрезвычайно трудным делом). Без мощных гидравлических прессов была бы невозможна постройка многих машин-гигантов, у которых отдельные части весили десятки и более тонн. Повышение производительности металлообрабатывающего оборудования требовало возможно большей механизации основных и вспомогательных операций, сокращения непроизводительных затрат времени. В то же время сужение функций станков прямо вело к упрощению выполняемых ими операций и тем самым создавало

26

благоприятные условия для внедрения автоматических процессов.

Были созданы полуавтоматические и автоматические станки, у которых подвод режущего инструмента в рабочее положение, подача инструмента и отвод его после работы в исходное положение совершались автоматически, без участия человека.

Вопросы для самоподготовки

1.Что такое машиностроение?

2.Что является объектом машиностроительного произ-

водства?

3.Как происходило зарождение металлообрабатывающей промышленности?

4.В чем заключается роль станкостроения в современном производстве?

5.Для каких операций используются металлообрабатывающие станки?

27

Лекция №3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Теоретические вопросы:

3.1.Технологический процесс и его элементы

3.2.Структура технологического процесса

3.3.Управляемость технологического процесса

3.1.Технологический процесс и его элементы

Изготовление изделий на машиностроительных предприятиях осуществляется в результате производственного процесса.

Производственный процесс – это совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Производственный процесс в машиностроении охватывает подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест; получение и хранение материалов и полуфабрикатов; все стадии изготовления деталей машин; сборку изделий; транспортирование материалов, заготовок, деталей, готовых изделий и их элементов; технический контроль на всех стадиях производства; упаковку готовой продукции и другие действия, связанные с изготовлением выпускаемых изделий.

Важнейшим этапом производственного процесса является технологическая подготовка производства (ТПП), основным элементом которой является технологический процесс

(ТП).

28

Рис. 7. Структура производственного процесса

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и/или определению состояния предмета труда (заготовки или изделия). Различают ТП изготовления исходных заготовок, термической обработки, механической (и другой) обработки заготовок, сборки изделий.

В ТП изготовления заготовок происходит превращение материала в исходные заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации различными методами. В процессе термической обработки происходят структурные превращения материала заготовок, изменяющие его свойства. При механической обработке происходит последовательное изменение состояния исходной заготовки (ее геометрических форм, разме-

29